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氣缸的基本構(gòu)造
所謂，氣動(dòng)執(zhí)行元件，就是采用壓縮空氣作為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的元件。
拿常用的基本型氣缸作為例子：
單作用氣缸：
活塞僅一側(cè)供氣，氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。
雙作用氣缸：
氣缸活塞兩側(cè)都有氣壓力，來(lái)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退動(dòng)作。
氣缸的緩沖
但是，氣缸也有一個(gè)問(wèn)題，如果不使用緩沖裝置，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)，特別是行程長(zhǎng)、速度快的氣缸，活塞撞擊端蓋的動(dòng)能就會(huì)很大，很容易損壞零件，縮短氣缸的壽命。
氣缸緩沖設(shè)計(jì)：
一種液壓緩沖，也是簡(jiǎn)單氣缸緩沖的方法：在氣缸前端安裝液壓緩沖器。通過(guò)*的阻尼孔設(shè)計(jì)，使用礦物油作為介質(zhì)，來(lái)平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)從高速輕載到低速重載的轉(zhuǎn)變。特點(diǎn)：從小能量到大能力量的范圍都無(wú)需調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)佳的能量吸收。
第二種橡膠緩沖，為了在工廠更緊湊的安裝，第二種方法：橡膠緩沖：活塞桿的兩端設(shè)置了緩沖墊
注意事項(xiàng)：
1）緩沖能力固定不可變，緩沖能力小，多用于小型氣缸，防止作動(dòng)噪音。
2）需要注意橡膠老化而導(dǎo)致變形、剝落等現(xiàn)象。
第三種氣緩沖，通過(guò)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，緩沖套及密封圈共同作用在一側(cè)形成一個(gè)封閉的氣室/緩沖腔，來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖。緩沖腔內(nèi)的氣體只能通過(guò)緩沖閥排出。當(dāng)緩沖閥的開(kāi)度很小時(shí)，腔內(nèi)壓力快速上升，該壓力對(duì)于活塞產(chǎn)生反作用力，從而使活塞減速，直至停止。
注意事項(xiàng)：
1）通過(guò)調(diào)節(jié)緩沖閥的開(kāi)度，緩沖能力可調(diào)。開(kāi)度越小，緩沖力越大。
2）利用氣缸動(dòng)作時(shí)的背壓而實(shí)現(xiàn)緩沖。氣缸背壓小。緩沖能力也將變小。在使用時(shí)，須注意負(fù)載率和氣缸速度的控制方法。
磁性開(kāi)關(guān)
它是判斷氣缸是否運(yùn)行到位的反饋信號(hào)，控制相應(yīng)的電磁閥完成切換動(dòng)作。
原理：隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近或離開(kāi)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)中的被磁化相互吸引或斷開(kāi)，發(fā)出電信號(hào)。
特點(diǎn)是不需要在氣缸行程兩端設(shè)置機(jī)控閥及其安裝架，不需要在活塞桿端設(shè)置撞塊，所以使用方便，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，壽命長(zhǎng)，成本低，開(kāi)關(guān)反應(yīng)時(shí)間快，獲得了的應(yīng)用。

氣動(dòng)技術(shù)具有響應(yīng)速度快、元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗環(huán)境污染、成本低廉、便于集中供氣和工作時(shí)無(wú)污染等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、紡織、微電子、生物工 程等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要手段之一廣受重視。 隨著現(xiàn)代*制造技術(shù)和傳感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，,現(xiàn)代氣動(dòng)技術(shù)也有迅猛的發(fā) 展,與其它傳動(dòng)技術(shù)相比,已有了更多的優(yōu)勢(shì)。僅在可靠性和元件使用壽命方面, 一般氣動(dòng)電磁閥的壽命已高于3000 萬(wàn)次,小型閥更起過(guò)1 億次,已高于一般電器元 件(數(shù)百萬(wàn)次)的壽命。更由于氣壓傳動(dòng)具有防火、防爆、安全性好、無(wú)污染等優(yōu) 越性,因此在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用正日益拓寬。 
氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是利用空氣壓縮機(jī)將電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過(guò)執(zhí) 行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，從而完成直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并對(duì)外作功.
氣動(dòng)元件主要由氣源發(fā)生和處理元件、氣動(dòng)控制元件、氣動(dòng)執(zhí)行元件和氣動(dòng)輔助元件等四部分組成。
氣源發(fā)生和處理元件
氣源設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、氣罐等,它提供氣壓傳動(dòng)與控制的動(dòng)力源,將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能，供氣動(dòng)系統(tǒng)使用。氣源處理元件包括過(guò)濾器、 干燥器等,過(guò)濾器可清除壓縮空氣中的水分、油污和灰塵等,提高氣動(dòng)元件的使用 壽命和氣動(dòng)系統(tǒng)的可靠性;干燥器可進(jìn)一步清除壓縮空氣中的水分。
1、氣體壓縮機(jī)是氣壓發(fā)上裝置的主要設(shè)備。其按結(jié)構(gòu)主要分為葉輪型和容積型兩大類(lèi)。葉輪型是通過(guò)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，把空氣動(dòng)量轉(zhuǎn)換成壓力;容積型是通過(guò)壓縮封閉空間的空氣來(lái)提高空氣壓力，在一般工程中均使用容積型壓縮機(jī)。
2、后冷卻器是為了防止氣動(dòng)裝置內(nèi)有冷凝水，應(yīng)把壓縮機(jī)排出的高溫空氣經(jīng)冷卻后產(chǎn)生的冷凝水分離出去。與氣罐裝在一起的小型壓縮機(jī)只靠氣罐的表面空氣冷卻進(jìn)行水分離。大型壓縮機(jī)要用后冷卻器以分離水。后冷卻器一般和壓縮機(jī)采用 同一冷卻方式。空冷式后冷卻器的結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)單的翅片管汽車(chē)散熱器一樣，是通過(guò) 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)送風(fēng)冷卻的。水冷式結(jié)構(gòu)使用列管式或蛇管式熱交換器，強(qiáng)迫通水 進(jìn)行冷卻，生成的冷凝水用排水閥排出。
3、氣罐的作用是減小壓縮機(jī)排氣壓力脈動(dòng)，為瞬時(shí)大量耗氣進(jìn)行貯備，進(jìn)一步分離壓縮機(jī)空氣中的水分和油分。當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生異常停機(jī)時(shí)，可用于對(duì)氣動(dòng) 裝置進(jìn)行緊急處理。因此，一般氣動(dòng)系統(tǒng)中均使用氣罐。一般氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣罐 多為立式，它用鋼板焊接而成，并裝有放泄過(guò)剩壓力的安全閥、指示罐內(nèi)壓力的 壓力表和排放冷凝水的排水閥。氣罐屬于壓力容器，應(yīng)使用經(jīng)有關(guān)監(jiān)督部門(mén)檢查 并出具證明書(shū)的產(chǎn)品。
4、干燥器是用于除去壓縮空氣中的水分，得到干燥空氣的裝置，根據(jù)除去水分的方法，有冷凍式、吸附式等。冷凍式干燥器用冷凍機(jī)強(qiáng)制冷卻壓縮空氣， 使水分凝結(jié)后分離出去。由圖1-6 可知，入口進(jìn)來(lái)的壓縮空氣先在空氣預(yù)冷卻器 中靠已除濕的干冷空氣預(yù)先冷卻，然后進(jìn)入冷卻室，被氟利昂氣體冷卻到2-5 以除濕。后，冷凝變成的水滴被自動(dòng)排水器排走，而除濕后的冷空氣進(jìn)入預(yù)冷 卻器，被由入口進(jìn)來(lái)的暖空氣加熱，其濕度降低后由出口輸出。冷卻室內(nèi)冷凍螺 旋管外周如掛滿油污和灰塵，將使冷卻效率大為降低，因此在干燥器前應(yīng)裝有除 去灰塵和油污的過(guò)濾器。
5、過(guò)濾器來(lái)自氣壓發(fā)生裝置的空氣中含有水分、灰塵等，為了防止其進(jìn)入氣動(dòng)控制回路，在入口處設(shè)置空氣過(guò)濾器。典型的空氣過(guò)濾器如圖1-7 所示。由 入口進(jìn)入的壓縮空氣通過(guò)旋風(fēng)葉片使氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋風(fēng)效應(yīng)使較大的游離 水滴和灰塵等雜質(zhì)撞擊到存水杯內(nèi)壁上并沿壁面落到存水杯的底部。這樣，大部 分雜質(zhì)都被除去，壓縮空氣再經(jīng)過(guò)由燒結(jié)金屬(或合成樹(shù)脂)制成的有無(wú)數(shù)微孔的 濾芯，進(jìn)一步除去微細(xì)的灰塵顆粒后由出口處流出。分離出來(lái)的污水貯存在存水 杯底部，在底端裝有手控排水閥或自動(dòng)排水閥，可將污水排到大氣中去。
6、除油器通常使用的過(guò)濾器很難分離自壓縮機(jī)來(lái)的油霧，因?yàn)橛偷沃睆叫∮?-3mm時(shí)已很難附著在物體上，要分離這些微滴油霧，需要使用凝聚式濾芯。除油器就是使用這種濾芯來(lái)除油的。在除油器結(jié)構(gòu)中，除濾芯以外，其余和普通過(guò)濾器 基本一樣 \一般含有油霧的空氣從其內(nèi)側(cè)流向外側(cè)通過(guò)濾層時(shí)，使油滴經(jīng)過(guò)沖撞、合并]，逐漸形成較大油滴，并自濾芯表面分離，落到杯底。
7、油霧器在氣動(dòng)元件中，氣缸、氣馬達(dá)或氣閥等內(nèi)部常有滑動(dòng)部分，為使其動(dòng)作圓滑、耐久性好，一般需加入潤(rùn)滑油。但是，對(duì)于無(wú)給油式氣動(dòng)元件，由于已 預(yù)先封入了潤(rùn)滑脂，故無(wú)需另外加潤(rùn)滑油。油霧器是利用流動(dòng)的壓縮空氣將潤(rùn)滑 油噴成霧狀后送到氣動(dòng)元件的，其結(jié)構(gòu)如圖1-9 所示。壓縮空氣流經(jīng)文丘里管， 靠產(chǎn)生的差壓使貯油杯內(nèi)的潤(rùn)滑油通過(guò)吸油導(dǎo)管壓送，油從滴管滴入文丘里管 后，借助氣流被吹散呈霧狀，和空氣一起被送到氣動(dòng)元件中。油的滴下量可由透 明的視油器看到，并可借助針形閥調(diào)節(jié)。

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氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成：
1）缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm。
2）端蓋
端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。
3）活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹(shù)脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長(zhǎng)度來(lái)決定。滑動(dòng)部分太短，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。
4）活塞桿
活塞桿是氣缸中重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理、或使用不銹鋼、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。
5）密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱(chēng)為動(dòng)密封，靜止件部分的密封稱(chēng)為靜密封。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：
整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。
6）氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。也有小部分免潤(rùn)滑氣缸。

德國(guó)AIRTEC愛(ài)爾泰克氣缸，AIRTEC短行程氣缸，緊湊型氣缸：

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方向控制回路
單作用氣缸換向回路利用電磁換向閥通斷電，將壓縮空氣間歇送人氣缸的無(wú)桿腔，與彈簧一起推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。雙作用氣缸換向回路分別將控制信號(hào)到氣控?fù)Q向閥的 K1、K2 的控制腔，使換向閥的換向，從而控制壓縮空氣實(shí)現(xiàn)使氣 缸的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
1、差動(dòng)控制回路是用二位三通手拉閥控制差動(dòng)聯(lián)接氣缸，實(shí)現(xiàn)氣缸的差動(dòng)控制。 
2、多位運(yùn)動(dòng)控制回路給各三位換向閥分別加入開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，各氣缸可分別完成向左、 向右、停止三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)解除后，缸可以停止在原位；若更換不同中為機(jī)能的三位換向閥，缸可以得到不同的停留狀態(tài)。

速度控制回路 
1、單作用氣缸速度控制回路
雙向調(diào)速回路：采用二只單向節(jié)流閥串聯(lián)分別實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣節(jié)流和排氣節(jié)流，控制氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度。 
慢進(jìn)快退調(diào)速回路：在圖示回路中當(dāng)有控制信號(hào)K時(shí)，換向閥換向，其輸出經(jīng) 節(jié)流閥、快排閥入單作用缸的無(wú)桿 腔，使活塞桿慢速伸出，伸出速度的大小取 決于節(jié)流閥的開(kāi)口量；當(dāng)無(wú)控制信號(hào)K時(shí)，換向閥復(fù)位，缸無(wú)桿腔余氣經(jīng)快排閥排入大氣，活塞在彈 簧作用下縮回。
2、雙作用氣缸速度控制回路 
雙向調(diào)速回路：在換向閥的排氣口上安裝排氣節(jié)流閥，兩種調(diào)速回路的調(diào)*果基本相同。 
慢進(jìn)快退回路：控制活塞桿伸出時(shí)采用排氣節(jié)流控制，活塞桿慢速伸出；活塞桿縮回時(shí)，無(wú)桿腔余氣經(jīng)快排閥排空，活塞桿快速退回。
3、緩沖回路是對(duì)于氣缸行程較長(zhǎng)速度較快的應(yīng)用場(chǎng)合，可以通過(guò)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖；

氣—液聯(lián)動(dòng)速度控制回路
在氣—液聯(lián)動(dòng)速度控制回路中，采用氣—液聯(lián)動(dòng)目的，使氣缸得到平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度。常用兩種方式：氣—液阻尼缸的回路；用氣—液轉(zhuǎn)換器的回路。 慢進(jìn)快退回路：在氣—液阻尼缸中，氣缸是動(dòng)力缸，油缸是阻尼缸，氣缸與阻尼缸串聯(lián)聯(lián)接。
變速回路 
氣液缸串聯(lián)調(diào)速回路：通過(guò)單向節(jié)流閥，利用液壓油不可壓縮的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氣缸單方向的無(wú)級(jí)調(diào)速，油杯用于補(bǔ)充油缸漏油。 氣液缸串聯(lián)變速回路：當(dāng)活塞桿右行到撞塊碰到機(jī)動(dòng)換向閥后開(kāi)始作慢速運(yùn)動(dòng)。改變撞塊的安裝位置，即可改變開(kāi)始變速的位置。
氣-液轉(zhuǎn)換器的調(diào)速回路 
氣-液轉(zhuǎn)換器是一種氣液共存又可以相互轉(zhuǎn)換的氣~液轉(zhuǎn)換元件。其作用是在一段輸入壓縮空氣時(shí)，另一端輸出液體。
安全保護(hù)回路
往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路

氣動(dòng)執(zhí)行元件
氣動(dòng)執(zhí)行器是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的裝置。它包括氣缸、氣馬達(dá)和擺動(dòng)式氣馬達(dá)。
氣缸
氣缸是將氣體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行器，廣泛應(yīng)用于氣動(dòng)機(jī)械中的夾緊、送料等場(chǎng)合。氣缸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)動(dòng)速度快等特點(diǎn)， 與其他能源的執(zhí)行器柑比，更多地被用在自動(dòng)化機(jī)械中。通常氣缸采用壓力為 0.4MPa 至0.6MPa 的氣源，因而其輸出力不可能很大，同時(shí)又由于空氣介質(zhì)有壓 縮性，受外界負(fù)載變化的影響較大，所以在需要精確的速度控制、減少負(fù)載變化 對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，常與液壓缸配合組成氣-液阻尼缸使用。
氣缸的種類(lèi)很多，根據(jù)使用的要求不同，可制成內(nèi)徑3-400mm 的各種結(jié)構(gòu)氣 缸。其中常用的是雙作用單活塞桿氣缸，它利用空氣壓力輪流作用在活塞兩側(cè) 面上，產(chǎn)生伸出和縮回力。由于活塞桿的影響，兩側(cè)面的有效面積不等，所以?xún)?nèi) 縮行程的拉力比外伸出程的推力小，這在以相同氣壓推、拉相同負(fù)載時(shí)才要考慮。 氣缸缸筒通常山金屬無(wú)縫管制成。缸筒內(nèi)表面加工成很高光潔度或鍍有硬鉻，使 摩擦和磨損減至小一般端蓋由鋁合金壓鑄而成并借助拉桿螺栓夾緊缸筒，小型 氣缸用螺紋或碾邊固定缸筒氣缸密封件的好壞直接影響氣缸的性能和使用壽命， 因此，正確地選擇和使用各種用途的密封件，對(duì)保證氣缸的可靠工作是十分重要的。